超短波无线通信软件无线电数字平台设计与实现-电子与通信工程专业毕业论文.docx

摘 要
理想的软件无线电架构由可重新配置的数字无线电、植入阻抗合成器的软件可调无线电和软件可调天线系统三个主要单元组成。软件无线电最初被认为是在协同工作、广义范围内无线互通、多模式、多标准等方面具有广阔前景的无线电通信系统应用解决方案,是未来无线通信和全球电信技术发展的新方向。本方案的目的是实现一个通用化、开放化、模块化架构的软件无线电硬件平台,由于硬件如 A/D , D/A 转换和 DSP 和 FPGA 等处理器性能的限制,我们无法采用理想软件无线电模型的架构。基于当前集成电路技术和无线通信技术的发展,我们采用了中频数字化的系统框架,即先通过射频前端将射频信号转换至中频,数字平台实现中频和基带之间的转换,然后再由基带单元进行信号处理。软件设计上采用基于 SCA 架构的统一处理体系,实现组件化、模块化实现方式,方便裁剪和异构, 和数字硬件平台一起构建了实用的软件无线电通信平台。
本方案实现的软件无线电架构,核心单元是一个基带信号数字处理硬件平台, 主要设计内容有:软件无线电理论的研究、数字平台设计与实现、总体方案的论证编写、核心处理器的选择、电路原理图设计、PCB 实现、数字平台的调试与验证,硬件底层驱动程序的编写。概述了软件无线电的发展历程及现状,阐述了信号采样理论与多速率信号处理理论等数字信号处理相关理论基础。
本方案采用 DSP+FPGA+GPP 的框架作为本次设计指导思想。整个硬件平台分为黑边基带单元和红边业务接口单元两部分。DSP 基带板的核心芯片采用 TI 的 TMS320C6416,FPGA 芯片采用的是 Xilinx 公司 VirtexII 系列 FPGA 中的 XC2V3000。设计使用 Cadence 完成了电路原理图和高速 PCB 设计。
在理论分析的基础上,结合基带数字电路技术发展,最终设计实现了一款通用的软件无线电架构的数字硬件平台,通过 GPP+FPGA+DSP 的框架架构实现了基带数字电路,最后通过单板调试和整机功能测试,正确实现了数字平台的设计功能。
关键词:软件无线电,超短波,电台,中频
ABSTRACT
The construction of Softeware Radio(SR) consists of three units, those are: the reconfiguration digital radio , adjustable radio with impedance synthesizer inside and programmable antenna system. Softeware Radio is conceived for cooperation, munication and muti-modes and variable standards primly. It is the direction of future munication and global signal technic, considered as the third technological revolution as well. it adopts a universal open Softeware Radio hardware stage of IF digital frame system, which converts RF signal to IF signal first, then to the baseband considering the speed limit of the A/D ,D/A, DSP and FPGA. Softeware Radio has a significant se of broad application of military or public or munication.
The core part of the project is a digital baseband processor, of which the main task includes: the improvement of the Softeware Radio, the designing of the digital hardware platform, the argument of the frame plan, the selection of the key processor, the designing of the schematic, the realizing of PCB, the test of the project, as well piling the bottom divers.
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